本實用新型涉及定位系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)及大型變壓器。

背景技術(shù)：

由于大型變壓器內(nèi)部運行環(huán)境特殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時還有各種外界干擾的存在，對于大型電力變壓器內(nèi)絕緣的檢測手段還僅限于全面目測檢查、內(nèi)窺鏡檢查等直觀檢查和直流電阻、振蕩波等試驗檢測，這些傳統(tǒng)的檢測方法存在工作量大、容易由人工帶入污染等弊端。而新提出的運用智能機器人對變壓器內(nèi)絕緣檢測的技術(shù)，卻由于大型變壓器內(nèi)部運行環(huán)境特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各種外界干擾等原因限制，難以精確定位變壓器內(nèi)部器件和檢測機器人的位置，因此針對大型變壓器內(nèi)部器件的精確定位技術(shù)一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點和難點。

目前的定位技術(shù)中，GPS定位存在定位時間長，耗電量大、不能在GPS信號受阻隔的地區(qū)使用等缺點；基于超聲波、紅外線等的定位雖然具有較好的定位準(zhǔn)確性，但是要再移動設(shè)備上增加額外的硬件，將增加設(shè)備制造的成本，同時也會增加耗電量；基于RFID的定位技術(shù)，如用有源電子標(biāo)簽，則存在成本高和需要供電的缺點，若使用無源標(biāo)簽，則存在信息量小和定位距離短的缺點；基于WiFi的定位技術(shù)存在精度低和受信號源位置限制等缺點。

因此，針對目前變壓器內(nèi)檢測機器人在研制過程中存在難以精確定位變壓器內(nèi)部器件的現(xiàn)狀，為了能安全、及時、準(zhǔn)確地檢測出變壓器的內(nèi)部故障，需要提出一種大型變壓器內(nèi)絕緣檢測中的內(nèi)部器件的定位技術(shù)，能夠在變壓器狀態(tài)檢修和故障檢測過程中精確定位內(nèi)部器件的位置，提高故障定位的效率和精度，保證設(shè)備檢修和運行的可靠性，進而有效地減少因變壓器內(nèi)部故障對設(shè)備及電網(wǎng)帶來的危害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)及大型變壓器，其能夠通過對大型變壓器內(nèi)絕緣檢測中的內(nèi)部器件進行定位從而實現(xiàn)能夠安全、及時、準(zhǔn)確地檢測出變壓器的內(nèi)部故障。

第一方面，本實施例提供一種基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)，其包括：終端和藍牙定位裝置，所述終端包括處理器、慣性器件定位裝置和藍牙信號采集模塊，所述慣性器件定位裝置和藍牙信號采集模塊均與所述處理器耦合，所述藍牙信號采集模塊與所述藍牙定位裝置耦合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述終端還包括數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器與所述處理器耦合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述慣性器件定位裝置包括微慣性測量模塊、慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述微慣性測量模塊與所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊耦合，所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊耦合，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述處理器耦合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述藍牙定位裝置為藍牙收發(fā)機，所述藍牙收發(fā)機為多個，每個所述藍牙收發(fā)機均與所述藍牙信號采集模塊無線連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述藍牙定位裝置藍牙標(biāo)簽，所述藍牙標(biāo)簽為多個，每個所述藍牙標(biāo)簽均與所述藍牙信號采集模塊無線連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述微慣性測量模塊包括微陀螺儀和微加速度計，所述微陀螺儀和所述微加速度計均與所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊耦合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述終端為智能手機或平板電腦。

第二方面，本實施例還提供一種大型變壓器，其包括殼體和上述基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)，所述藍牙定位裝置位于所述殼體內(nèi)。

在本實用新型較佳的實施例中，上述藍牙定位裝置為多個，所述殼體內(nèi)包括多個檢測點，每個所述檢測點處設(shè)置一個所述藍牙定位裝置。

在本實用新型較佳的實施例中，上述殼體的形狀為矩形。

上述本實用新型提供的一種基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)及大型變壓器，通過藍牙信號采集模塊采集藍牙定位裝置的信號，通過采集的信號獲得藍牙定位裝置的位置信息，通過慣性器件定位裝置獲取終端的位置信息，然后將終端的位置信息與藍牙定位裝置的位置信息中的各自的定位參數(shù)相減作為量測信息，利用預(yù)設(shè)算法獲得定位誤差的最優(yōu)誤差估計值，再利用該最優(yōu)誤差估計值對慣性器件定位裝置進行誤差校正。從而實現(xiàn)精確定位，以使用戶能夠依據(jù)終端按照指定路徑到達目的地位置處。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實用新型較佳實施例提供的基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型第一實施例提供的基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為圖2所提供的基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)中的慣性器件定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為圖3所提供的基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)中的微慣性測量模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實用新型第二實施例提供的大型變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記匯總：

基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)10；

終端100；藍牙定位裝置200；

處理器110；慣性器件定位裝置120；藍牙信號采集模塊130；

數(shù)據(jù)存儲器140；

微慣性測量模塊121；慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122；

數(shù)據(jù)傳輸模塊123；

微陀螺儀1211；微加速度計1212；

大型變壓器30；殼體300。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

第一實施例

請參照圖1至圖4，本實施例提供一種基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)10，其包括終端100和藍牙定位裝置200。

請參照圖2，其中，所述終端100包括處理器110、慣性器件定位裝置120、藍牙信號采集模塊130和數(shù)據(jù)存儲器140。所述慣性器件定位裝置120、藍牙信號采集模塊130和數(shù)據(jù)存儲器140均與所述處理器110耦合，所述藍牙信號采集模塊130與所述藍牙定位裝置200耦合。

在本實施例中，所述終端100可以是智能手機或平板電腦等。

在本實施例中，處理器110用于對慣性器件定位裝置120和藍牙信號采集模塊130采集的數(shù)據(jù)進行處理，以及將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲器140或者是調(diào)用數(shù)據(jù)存儲器140內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)。

在本實施例中，處理器110可以為單片機、DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)、ARM(Advanced RISC Machine，微處理器)或FPGA(Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)等其它具有數(shù)據(jù)處理功能的芯片。在本實施例中，不作具體限定。

請參照圖3與圖4，在本實施例中，慣性器件定位裝置120包括微慣性測量模塊121、慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122和數(shù)據(jù)傳輸模塊123。所述微慣性測量模塊121與所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122耦合，所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊123耦合，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊123與所述處理器110耦合。

在本實施例中，所述微慣性測量模塊121包括微陀螺儀1211和微加速度計1212，微陀螺儀1211和微加速度計1212均與所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122耦合。

在本實施例中，所述微陀螺儀1211用于測量終端100運動時的角速度，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出終端100運動時的姿態(tài)角，從而獲得終端100運動時的實時角速度。最后將獲得的姿態(tài)角發(fā)送到所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122。

在本實施例中，微加速度計1212用于測量終端100運動時的加速度，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出終端100運動時的速度和即時位置信息，從而獲得終端100運動時的速度和即時位置信息。最后將獲得的速度和即時位置信息發(fā)送到所述慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122。

在本實施例中，通過獲取到的終端100的姿態(tài)角、速度和即時位置信息，從而獲得該終端100的具體位置信息。

在本實施例中，慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122用于采集微陀螺儀1211與微加速度計1212的信息，并將采集到的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊123。

在本實施例中，數(shù)據(jù)傳輸模塊123用于將慣性器件定位數(shù)據(jù)采集模塊122發(fā)送的數(shù)據(jù)上傳到處理器110，以使處理器110能夠根據(jù)獲得的信息精確計算出終端100的具體位置信息。

在本實施例中，藍牙信號采集模塊130用于采集藍牙定位裝置200發(fā)射的藍牙信號，根據(jù)采集到的藍牙信號獲得該信號的強度值，將采集到的藍牙信號的強度值發(fā)送到處理器110。

在本實施例中，數(shù)據(jù)存儲器140用于存儲藍牙定位裝置200的位置信息，即坐標(biāo)信息。以及通過預(yù)設(shè)規(guī)則將藍牙定位裝置200部署在不同的位置，并且在障礙物較多的位置多部署藍牙定位裝置200，保證在所有需要定位的位置都能接收到3個或3個以上的藍牙信號。然后采集需定位區(qū)域各個位置的藍牙信號強度，通過多次長時間的信號采集和數(shù)據(jù)處理，建立坐標(biāo)與藍牙信號的位置對應(yīng)指紋數(shù)據(jù)庫，每一個指紋信息對應(yīng)一個特定的位置。

在本實施例中，處理器110將藍牙信號采集模塊130采集到的藍牙信號強度值，并根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器140內(nèi)存儲的指紋數(shù)據(jù)庫中的坐標(biāo)與指紋向量的映射關(guān)系，通過指紋定位算法計算出定位點的坐標(biāo)，然后通過預(yù)設(shè)規(guī)則將獲得的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的經(jīng)緯度。同時將數(shù)據(jù)傳輸模塊123上傳的終端100的角速度和加速度與獲得的經(jīng)緯度進行數(shù)據(jù)結(jié)合，從而獲得終端100到采集到的藍牙信號對應(yīng)的藍牙裝置的具體位置。具體地，先由微陀螺儀1211和微加速度計1212測量終端100運動時的運動的角速度和加速度，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法對角速度和加速度進行計算，獲得終端100運動時的姿態(tài)角、速度和即時位置信息，然后通過藍牙定位裝置200獲得當(dāng)前時間點的終端100的位置信息，然后將終端100與藍牙定位裝置200各自輸出的定位參數(shù)相減作為量測信息，然后再通過處理器110利用預(yù)設(shè)算法獲得定位誤差的最優(yōu)誤差估計值，再利用該最優(yōu)誤差估計值對微慣性測量模塊121測量的數(shù)據(jù)進行誤差校正，最后將校正后的導(dǎo)航參數(shù)輸出。

在本實施例中，藍牙定位裝置200用于提供藍牙信號，以使所述藍牙信號采集模塊130能夠采集到藍牙定位裝置200發(fā)出的藍牙信號，從而使得處理器110能夠根據(jù)采集到的藍牙信號的強度判斷出藍牙定位裝置200的位置信息，即通過獲得藍牙定位裝置200的位置信息從而獲得目標(biāo)位置的位置信息。

在本實施例中，藍牙定位裝置200可以為藍牙收發(fā)機，所述藍牙收發(fā)機為多個，每個所述藍牙收發(fā)機均與所述藍牙信號采集模塊130無線連接。

在本實施例中，藍牙定位裝置200可以為藍牙標(biāo)簽，所述藍牙標(biāo)簽為多個，每個所述藍牙標(biāo)簽均與所述藍牙信號采集模塊130無線連接。

基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)的工作原理是：先由微陀螺儀1211和微加速度計1212測量終端100運動時的運動的角速度和加速度，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法對角速度和加速度進行計算，獲得終端100運動時的姿態(tài)角、速度和即時位置信息，然后通過藍牙定位裝置200獲得當(dāng)前時間點的終端100的位置信息，然后將終端100與藍牙定位裝置200各自輸出的定位參數(shù)相減作為量測信息，然后再通過處理器110利用預(yù)設(shè)算法獲得定位誤差的最優(yōu)誤差估計值，再利用該最優(yōu)誤差估計值對微慣性測量模塊121測量的數(shù)據(jù)進行誤差校正，最后將校正后的導(dǎo)航參數(shù)輸出。從而實現(xiàn)精確定位，以使用戶能夠依據(jù)終端100按照指定路徑到達目的地位置處。

第二實施例

請參照圖5，本實施例提供一種大型變壓器30，其包括殼體300與上述基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)10。

在本實施例中，所述藍牙定位裝置200為多個，所述殼體300內(nèi)包括多個檢測點，每個所述檢測點處設(shè)置一個所述藍牙定位裝置200。通過檢測到藍牙定位裝置200的位置，從而判斷檢測點的位置。

在本實施例中，所述殼體300的形狀可以是矩形，也可以是圓形，或者是其他形狀，優(yōu)選地，所述殼體300的形狀為矩形。

通過將基于藍牙與捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的定位系統(tǒng)10應(yīng)用于所述大型變壓器30，可以使得在該大型變壓器30內(nèi)能夠在信號不受干擾的情況下，進行精確定位欲檢測點，從而通過終端100的載體到達檢測點進行檢查。其中，所述載體可以是機器人，通過將終端100固定在機器人上，使得機器人能夠在該大型變壓器30內(nèi)進行檢測。

綜上所述，本實用新型通過藍牙信號采集模塊130采集藍牙定位裝置200的信號，通過采集的信號獲得藍牙定位裝置200的位置信息，即通過獲得藍牙定位裝置200的位置信息從而獲得目標(biāo)位置的位置信息，通過慣性器件定位裝置120獲取終端100的位置信息，然后將終端100的位置信息與藍牙定位裝置200的位置信息中的各自的定位參數(shù)相減作為量測信息，利用預(yù)設(shè)算法獲得定位誤差的最優(yōu)誤差估計值，再利用該最優(yōu)誤差估計值對慣性器件定位裝置120進行誤差校正。從而實現(xiàn)精確定位，以使用戶能夠依據(jù)終端100按照指定路徑到達目的地位置處。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。